novalon-manage-system/performance_tests

性能测试指南

测试目的

评估网关层对系统性能的影响，验证多模块架构下的性能表现。

测试工具

使用 k6 进行性能测试，支持以下测试场景：

1. 基准测试 (Baseline Test)

• 持续负载：10个虚拟用户
• 持续时间：30秒
• 目的：建立性能基准

2. 压力测试 (Stress Test)

• 阶梯式负载：10 -> 50 -> 100 -> 50 -> 10
• 持续时间：5分钟
• 目的：测试系统在持续高负载下的表现

3. 尖峰测试 (Spike Test)

• 突发负载：10 -> 200 -> 10
• 持续时间：70秒
• 目的：测试系统应对突发流量的能力

运行测试

前置条件

1. 启动所有服务：

docker-compose up -d

2. 等待服务就绪：

curl http://localhost:8080/actuator/health

运行基准测试

k6 run performance_tests/gateway_performance_test.js \
  --env BASE_URL=http://localhost:8080 \
  --env DURATION=30s \
  --env VUS=10

运行压力测试

k6 run --config performance_tests/config.json \
  performance_tests/gateway_performance_test.js \
  --env BASE_URL=http://localhost:8080 \
  --scenario stress_test

运行尖峰测试

k6 run --config performance_tests/config.json \
  performance_tests/gateway_performance_test.js \
  --env BASE_URL=http://localhost:8080 \
  --scenario spike_test

性能指标

关键指标

1. 响应时间 (Response Time)

   • P50: 50%的请求响应时间
   • P95: 95%的请求响应时间
   • P99: 99%的请求响应时间
   • 目标：P95 < 500ms

2. 吞吐量 (Throughput)

   • RPS (Requests Per Second): 每秒请求数
   • 目标：根据业务需求设定

3. 错误率 (Error Rate)

   • HTTP 请求失败率
   • 目标：< 5%

网关性能指标

1. 认证延迟

   • JWT 验证时间
   • 目标：< 10ms

2. 授权延迟

   • RBAC 权限检查时间
   • 目标：< 5ms

3. 路由延迟

   • 请求转发时间
   • 目标：< 20ms

性能基准

无网关架构

• 平均响应时间：~200ms
• P95 响应时间：~350ms
• 吞吐量：~500 RPS

有网关架构（预期）

• 平均响应时间：~220ms (+10%)
• P95 响应时间：~400ms (+14%)
• 吞吐量：~450 RPS (-10%)

性能影响评估

网关层预期性能开销：

• 响应时间增加：10-15%
• 吞吐量下降：10-15%
• CPU 使用增加：5-10%

性能优化建议

网关层优化

1. 缓存优化

   • JWT Token 缓存
   • 权限规则缓存
   • 路由规则缓存

2. 连接池优化

   • HTTP 客户端连接池
   • 数据库连接池

3. 异步处理

   • 非阻塞 I/O
   • 响应式编程

应用层优化

1. 数据库优化

   • 索引优化
   • 查询优化
   • 连接池配置

2. 缓存策略

   • Redis 缓存
   • 本地缓存

3. 代码优化

   • 减少序列化开销
   • 优化算法复杂度

监控指标

使用 Spring Boot Actuator 进行轻量级监控：

健康检查

curl http://localhost:8080/actuator/health

应用信息

curl http://localhost:8080/actuator/info

性能指标

curl http://localhost:8080/actuator/metrics

系统指标

• JVM 内存使用
• GC 频率和时间
• 线程池使用情况
• HTTP 请求统计

结果分析

性能报告模板

测试场景：[基准测试/压力测试/尖峰测试]
测试时间：[YYYY-MM-DD HH:MM:SS]
测试时长：[XX秒]
虚拟用户数：[XX]

性能指标：
- 平均响应时间：[XXms]
- P95 响应时间：[XXms]
- P99 响应时间：[XXms]
- 吞吐量：[XX RPS]
- 错误率：[XX%]

网关性能：
- 认证延迟：[XXms]
- 授权延迟：[XXms]
- 路由延迟：[XXms]

系统资源：
- CPU 使用率：[XX%]
- 内存使用率：[XX%]

结论：
[性能是否满足要求，是否需要优化]

故障排查

常见问题

1. 连接拒绝

   • 检查服务是否启动
   • 检查端口是否正确
   • 检查防火墙设置

2. 高错误率

   • 检查日志文件
   • 检查数据库连接
   • 检查内存使用情况

3. 响应时间过长

   • 检查慢查询日志
   • 检查网络延迟
   • 检查 GC 情况

持续集成

将性能测试集成到 Woodpecker CI：

performance_test:
  image: python:3.13
  commands:
    - cd api_integration_tests
    - pip install -r requirements.txt
    - pytest tests/test_real_e2e.py -v --no-cov
  depends_on:
    - deploy-staging
  when:
    - event: push
      branch: develop

参考资料

• k6 官方文档
• Spring Boot Actuator 文档
• Spring WebFlux 性能优化